递进多目标蛙跳优化提升LSB±K隐写算法性能

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本文主要探讨了"基于递进多目标蛙跳优化的LSB±K隐写算法"这一主题,发表于2012年5月的《深圳大学学报理工版》。LSB±K隐写技术是一种数据隐藏技术,用于在不改变原始图像视觉质量的情况下,秘密地将信息嵌入到载体图像中,以实现数据安全传输。作者欧阳春娟、李霞和李斌提出了一种创新的隐写方法,他们设计了一种递进多目标混合蛙跳算法(EMO-SFLA)来优化隐写过程。 在他们的算法中,非支配排序、拥挤机制和种群重构策略被有效地集成,这些策略旨在确保Pareto前沿的多样性和均匀性。在实施LSB±K隐写时,图像被分成多个子块,每个子块的像素嵌入位数作为优化算法的决策变量。优化目标包括两个关键指标:一是载体图像与载密图像差分图的直方图特征函数质心差,这衡量了隐藏信息的嵌入痕迹;二是隐写容量,即能嵌入的信息量。 通过对比实验,研究者发现,与具有相似抗分析性能的LSBM隐写算法以及单目标优化的LSBM隐写算法相比,采用EMO-SFLA的LSB±K隐写算法在嵌入容量上有了显著提升,提高了大约30%。同时,与同样容量的LSB±2隐写和单目标优化的LSB±2隐写相比,EMO-SFLA表现出更强的抗分析能力,这表明其在数据安全与计算机安全领域的应用中具有潜在优势。 关键词集中在数据安全、计算机安全、隐写技术、混合蛙跳算法和多目标优化等方面,这些关键词揭示了文章的核心研究内容和技术背景。该研究不仅提升了LSB±K隐写算法的性能,也为信息安全领域提供了新的优化策略和技术支持。这项工作对于隐写技术的改进和多目标优化在实际应用中的结合具有重要的理论价值和实践意义。
2020-07-17 上传
在自然界的池塘中常常生活着一群青蛙,并且分布着许多石头,青蛙通过在不同的石头间进行跳跃去寻找食物较多的地方。每只青蛙通过跳跃到不同的石头来提高自己寻找食物的能力,而青蛙个体之间通过思想的交流与共享,实现信息的交互。混合蛙跳算法(Shuffled Frog Leaping Algorithm, SFLA)是模拟青蛙觅食过程中群体信息共享和交流机制而产生的一种群体智能算法,是一种全新的启发式群体智能进化算法。该算法由Eusuff和Lansey在2003年首次提出,并成功解决管道网络扩充中管道尺寸的最小化问题。关于蛙跳算法的研究目前还比较少,近年来国内外一些学者多将混合蛙跳算法用于优化问题、旅行商问题、模糊控制器设计等方面。 混合蛙跳算法的实现机理是通过模拟现实自然环境中青蛙群体在觅食过程中所体现出的协同合作和信息交互行为,来完成对问题的求解过程。每只青蛙被定义为问题的一个解。整个青蛙群体采用模因分组方法分为不同的子群体,来模拟青蛙的聚群行为,每个子群体称为模因分组。模因组中的每只青蛙都有为了靠近目标而努力的想法,具有对食物源远近的判断能力,并且受其他青蛙影响,这里称为文化。每个模因组都有自己的文化,影响着其他个体,并随着模因组的进化而进化。在模因组的每一次进化过程中,在每个模因组中找到组内位置最好和最差的青蛙。组内最差青蛙采用类似于粒子群算法中的速度位移模型操作算子,执行局部位置更新,对最差青蛙位置进行调整。模因组内经过一定次数的模因进化后,不同模因组间的青蛙重新混合成整个群体,实现各个模因组间的信息交流与共享,直到算法执行完预定的种群进化次数结束。